本發(fā)明涉及煤直接液化，具體涉及煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預(yù)熱方法，還涉及煤直接液化工藝。

背景技術(shù)：

1、煤直接液化技術(shù)是指通過高溫高壓破壞煤大分子結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行加氫使其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為小分子液體燃料的過程。在煤直接液化工藝中，首先將煤粉、催化劑與供氫溶劑按比例配制成油煤漿并按需升溫后輸送至液化反應(yīng)單元。

2、在煤直接液化工藝長(zhǎng)周期運(yùn)行中，溶劑通常為煤直接液化油經(jīng)加氫后切割制備并循環(huán)使用，也稱循環(huán)溶劑，其餾程范圍較寬。目前針對(duì)煤直接液化循環(huán)溶劑的研究主要集中在添加外來溶劑或者采用不同的切割加氫方法，例如專利cn103468315a和專利cn101333448a均采用煤直接液化油外加煤焦油、石油/石油煉制副產(chǎn)品制備煤液化循環(huán)溶劑，專利cn107118799a、cn106479564a和cn105925304a采用不同的蒸餾切割方法制備煤液化循環(huán)溶劑。中國專利cn1257252c采用的循環(huán)溶劑為煤液化油加氫后餾程為220-450℃的餾分段且一次性用于配置濃度不高于45％的油煤漿；國家能源集團(tuán)世界首套煤直接液化百萬噸級(jí)示范裝置采用煤直接液化全餾分油加氫切割高溫溶劑(>350℃)和中溫溶劑(220-350℃)制備循環(huán)供氫溶劑，并與煤粉混合制備濃度為不高于45％的油煤漿。但上述專利均將寬餾分溶劑一次性用于配置油煤漿，且配制的油煤漿濃度較低。

3、在煤直接液化工業(yè)化生產(chǎn)裝置中，提高煤漿濃度有利于提高原料煤處理量，增加反應(yīng)器利用率，從而提升裝置整體經(jīng)濟(jì)效益。油煤漿濃度一方面與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，另一方面由于油煤漿黏度與其濃度密切相關(guān)。目前煤直接液化工藝油煤漿預(yù)熱主要采用煤漿加熱爐一步式將油煤漿升溫至350-400℃，這一過程在油煤漿加熱段多次出現(xiàn)黏度陡增，系統(tǒng)阻力增大，導(dǎo)致局部傳質(zhì)傳熱工況惡化，受熱不均，也增加了煤粉沉積和結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)，降低了操作彈性并影響油煤漿預(yù)熱和輸送安全穩(wěn)定性。因此，如何采用新方法配置煤直接液化油煤漿且在加熱升溫過程中操作彈性大，不易因油煤漿黏度陡增帶來操作風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)前亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預(yù)熱方法，以及提供一種煤直接液化工藝。采用本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)預(yù)熱高濃度油煤漿，能夠改善裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和裝置有效利用率。

2、本發(fā)明為達(dá)到其目的，提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預(yù)熱方法，包括如下步驟：

4、(1)將包括重質(zhì)餾分和原料煤的物料在油煤漿配制罐中攪拌混合得到油煤漿預(yù)混料；

5、(2)將所述油煤漿預(yù)混料與第一輕質(zhì)餾分和氫氣送入煤漿加熱器i中加熱至250-300℃，得到油煤漿中間料；

6、(3)將步驟(2)得到的所述油煤漿中間料和第二輕質(zhì)餾分送入煤漿加熱器ii中加熱至350-400℃，得到待液化油煤漿，所述待液化油煤漿用于輸送至所述煤直接液化工藝的液化反應(yīng)器中；

7、所述第一輕質(zhì)餾分為餾程220-t1℃的輕質(zhì)餾分i，所述第二輕質(zhì)餾分為所述輕質(zhì)餾分i或?yàn)檩p質(zhì)餾分ii；

8、當(dāng)所述第二輕質(zhì)餾分為所述輕質(zhì)餾分i時(shí)，t1＝260～300℃，所述重質(zhì)餾分為餾程＞t1℃的餾分段；

9、當(dāng)所述第二輕質(zhì)餾分為所述輕質(zhì)餾分ii時(shí)，所述輕質(zhì)餾分ii為餾程t1-t2℃的餾分段，且t1＝250～270℃，t2＝270～300℃，且t2＞t1；所述重質(zhì)餾分為餾程＞t2℃的餾分段。

10、進(jìn)一步地，所述重質(zhì)餾分、所述輕質(zhì)餾分i和所述輕質(zhì)餾分ii為所述液化反應(yīng)器中得到的煤液化油經(jīng)加氫后分餾得到。

11、進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述油煤漿預(yù)混料的質(zhì)量濃度為55-60％。

12、一些實(shí)施方式中，步驟(2)中，基于步驟(1)中所用的所述重質(zhì)餾分、步驟(2)中所用的所述第一輕質(zhì)餾分和步驟(3)中所用的所述第二輕質(zhì)餾分的總質(zhì)量，所述第一輕質(zhì)餾分的質(zhì)量百分比為4-10％，優(yōu)選5-10％；所述第二輕質(zhì)餾分的質(zhì)量百分比為4-20％，優(yōu)選5-20％。

13、一些實(shí)施方式中，基于所述待液化油煤漿的總質(zhì)量，所述第一輕質(zhì)餾分和所述第二輕質(zhì)餾分的質(zhì)量占比為5-20％，優(yōu)選7-20％。

14、一些實(shí)施方式中，步驟(1)中，所述油煤漿配制罐的溫度為70-100℃，優(yōu)選75-85℃；所述攪拌混合的時(shí)間例如為4h-10h，優(yōu)選6-8h。

15、一些實(shí)施方式中，步驟(1)中，配制所述油煤漿預(yù)混料時(shí)加入催化劑，所述催化劑占干煤的質(zhì)量的1-3wt％。

16、優(yōu)選實(shí)施方式中，當(dāng)所述第二輕質(zhì)餾分為所述輕質(zhì)餾分ii時(shí)，t2-t1＞10℃；

17、優(yōu)選實(shí)施方式中，步驟(2)中在所述煤漿加熱器i中加熱至250-280℃，步驟(3)中在所述煤漿加熱器ii中加熱至350-380℃。

18、本發(fā)明還提供一種煤直接液化工藝，包括如下步驟：

19、(a)采用上文所述的方法制備得到所述待液化油煤漿；

20、(b)將所述待液化油煤漿送入液化反應(yīng)器中進(jìn)行液化反應(yīng)，得到煤液化油；

21、(c)將所述煤液化油進(jìn)行加氫反應(yīng)后，經(jīng)分餾得到所述輕質(zhì)餾分i、所述重質(zhì)餾分和任選的所述輕質(zhì)餾分ii；將部分所述輕質(zhì)餾分i循環(huán)用作所述第一輕質(zhì)餾分，將部分所述輕質(zhì)餾分i或所述輕質(zhì)餾分ii循環(huán)用作所述第二輕質(zhì)餾分，將所述重質(zhì)餾分循環(huán)用于配制所述油煤漿預(yù)混料。

22、一些實(shí)施方式中，步驟(b)中，所述液化反應(yīng)的溫度為430-460℃，壓力為13-22mpa，停留時(shí)間0.5-2h；

23、步驟(c)中，所述加氫反應(yīng)的溫度為360-400℃，壓力為13-22mpa，體積空速為0.5-2h-1，氫油比400-1000。

24、本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

25、本發(fā)明在油煤漿的配制和預(yù)熱過程中，分不同階段引入各特定餾程的重質(zhì)餾分和輕質(zhì)餾分，采用本發(fā)明的方法配制和預(yù)熱油煤漿，利于避免預(yù)熱過程中的結(jié)焦堵塞現(xiàn)象，可以有效改善裝置運(yùn)行周期和運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預(yù)熱方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述重質(zhì)餾分、所述輕質(zhì)餾分i和所述輕質(zhì)餾分ii為所述液化反應(yīng)器中得到的煤液化油經(jīng)加氫后分餾得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述油煤漿預(yù)混料的質(zhì)量濃度為55-60％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，基于步驟(1)中所用的所述重質(zhì)餾分、步驟(2)中所用的所述第一輕質(zhì)餾分和步驟(3)中所用的所述第二輕質(zhì)餾分的總質(zhì)量，所述第一輕質(zhì)餾分的質(zhì)量百分比為4-10％，優(yōu)選5-10％；所述第二輕質(zhì)餾分的質(zhì)量百分比為4-20％，優(yōu)選5-20％。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述待液化油煤漿的總質(zhì)量，所述第一輕質(zhì)餾分和所述第二輕質(zhì)餾分的質(zhì)量占比之和為5-20％，優(yōu)選7-20％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述油煤漿配制罐的溫度為70-100℃，優(yōu)選75-85℃；所述攪拌混合的時(shí)間例如為4h-10h，優(yōu)選6-8h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，配制所述油煤漿預(yù)混料時(shí)加入催化劑，所述催化劑占干煤的質(zhì)量的1-3wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述第二輕質(zhì)餾分為所述輕質(zhì)餾分ii時(shí)，t2-t1＞10℃；

9.一種煤直接液化工藝，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤直接液化工藝，其特征在于，步驟(b)中，所述液化反應(yīng)的溫度為430-460℃，壓力為13-22mpa，停留時(shí)間0.5-2h；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供油煤漿的制備和預(yù)熱方法及煤直接液化工藝。采用本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)預(yù)熱高濃度油煤漿，能夠改善裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和裝置有效利用率。所述方法包括如下步驟：(1)將包括重質(zhì)餾分和原料煤的物料在油煤漿配制罐中攪拌混合得到油煤漿預(yù)混料；(2)將所述油煤漿預(yù)混料與第一輕質(zhì)餾分和氫氣送入煤漿加熱器I中加熱至250?300℃，得到油煤漿中間料；(3)將步驟(2)得到的所述油煤漿中間料和第二輕質(zhì)餾分送入煤漿加熱器II中加熱至350?400℃，得到待液化油煤漿，所述待液化油煤漿用于輸送至所述煤直接液化工藝的液化反應(yīng)器中。

技術(shù)研發(fā)人員：趙潤(rùn)澤,謝晶,藺聰福,張彥軍,高山松,單賢根,曹雪萍,段曉軍,王洪學(xué),向春蘭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國神華煤制油化工有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21